桥梁结构耐久性设计问题探析

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1、桥梁结构耐久性设计问题探析　　摘要：长期以来，由于人们过度重视混凝土耐久性的研究，而忽视了桥梁结构的耐久性问题。。据相关研究表明，桥梁结构耐久性问题与结构设计、施工、选材等因素有关，其中设计时桥梁结构功能最基本的保证。本文中，笔者将详细分析桥梁结构耐久性的影响因素，并探讨如何提高桥梁结构的耐久性。关键字：耐久性；桥梁结构；混凝土随着我国经济社会的发展，现代交通建设事业也取得了前所未有的成就，与此同时也出现了一些桥梁建筑坍塌事故，桥梁使用的安全性已经成为当今社会关注的焦点之一。桥梁通常处于恶劣的环境中，除了受到混凝土材料退化，外部环境、有害物质侵蚀外，还要受到车辆、地震、风等载

2、荷作用的影响。但是在实际桥梁结构设计时，往往普遍重视混凝土耐久性和桥梁强度设计，而忽视了桥梁耐久性设计。据相关研究表明，桥梁结构耐久性问题与结构设计、施工、选材等因素有关，其中设计时桥梁结构功能最基本的保证。本文中，笔者将详细分析桥梁结构耐久性的影响因素，并探讨如何提高桥梁结构的耐久性。1.桥梁结构耐久性的影响因素5（1）环境因素。环境因素对混凝土结构有重要影响，国家于2002年出版的《新混凝土规范》中将混凝土结构所处的环境类别进行了划分，增加了有关耐久性的规定。因为混凝土的抗拉程度相比抗压程度较低，冲击载荷、环境湿度、雨淋、日晒、环境温度、以及早期水化热的影响，很容易使混凝

3、土结构出现开裂，开裂后，大气中的一些水分子、氯离子就可能从裂缝侵入到混凝土内部，使钢筋发生腐蚀、钝化，破坏了混凝土与钢筋表面的化学胶结力，最终导致混凝土构件强度和刚度逐渐减弱，结构的耐久性也随之降低。（2）设计理论不完善。目前我国桥梁工程设计中普遍重视结构的建造，轻视结构的检测与维护；重视结构承载力极限状态的分析，轻视正常使用状态的分析；重视强度设计，轻视乃至忽略结构耐久性设计。上述设计观念的不完整，将直接导致设计规范中缺乏耐久性设计。目前许多设计人员不能够从结构体系、材料、构造、维护等方面以及从设计、施工、运行全过程加强和保证结构的耐久性和安全性。直接导致设计出来的桥梁结构

4、有些混凝土强度过低，钢筋直径过细，保护层厚度过小；有些计算图示不明确，造成局部受力过大；有些存在结构整体和延性不足，冗余性小，这些因素都会削减桥梁结构的安全性和耐久性。5（3）施工因素。因为施工过程中因素多变，桥梁的结构质量很容易受到影响，进而影响桥梁结构的耐久性。例如混凝土配合比计量不准，变异性较大；拆模过早或者拆模方法不当，容易引起早期裂缝；混凝土浇筑中控制措施不当，容易出现漏筋现象。因此，即使桥梁结构耐久性设计的非常完美，如果设计方案不能在施工过程中得到贯彻，结构的耐久性也很难得到保障。（4）管理水平。目前报道的一系列桥梁安全性、耐久性差的现象，一般都是由于管理腐败和野

5、蛮施工造成的。特别是一些短期内发生诸如突然倒塌之类的事故，多半是由于施工质量没有达到规范和设计要求，例如出现偷工减料、以次充好、施工工艺不合格、施工材料强度不足等现象，其实上述问题的根本原因还是在于工程中的管理问题。2.设计中如何提高桥梁结构的耐久性（1）提高混凝土自身耐久性。混凝土的耐久性很大程度上取决于混凝土的材料组成，其中强度等级、水泥用量、水灰比等均对耐久性有很大影响。《桥规JTG1362》中明确规定了不同环境下，结构混凝土的基本要求，并对混凝土耐久性的碱含量、最大氯离子含量、最大强度等级、最小水泥用量、最大水灰比都做了明确规定，因此，在桥梁结构耐久性设计与施工过程中

6、都要严格执行《桥规JTG1362》的规定，从源头上提高桥梁结构的耐久性。5（2）加强构造配筋，防治和控制混凝土裂缝。混凝土裂缝作为反映混凝土结构病害的晴雨表，只要混凝土中出现裂缝，混凝土结构不久就会出现损伤与破坏。这主要是因为裂缝的存在增加了混凝土的渗透性，空气中的一些水分子、二氧化碳分子会通过裂缝进入混凝土内部，加大对混凝土的侵蚀，导致混凝土耐久性的进一步退化，因此在工程中应该加强防治和控制混凝土裂缝，主要措施包括采用构造措施，控制混凝土施工及使用过程重点大量出现的非工作裂缝，同时要按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝。（3）加大钢筋混凝土保护层厚度。当保护层混凝土碳化

7、、钢筋表层钝化膜破坏，钢筋就会出现锈蚀现象，因此混凝土碳化是钢筋锈蚀的前提。目前我国也给出了钢筋最小混凝土保护层厚度，因此在进行桥梁结构耐久性设计时，适当加大钢筋混凝土保护层厚度，可以保护钢筋免于锈蚀，提高混凝土结构耐久性。（4）在结构局部使用防腐材料。我国目前修建的桥梁一般为20米左右的多跨现浇连续钢筋混凝土箱梁结构的桥梁，由于都是采用普通钢筋混凝土结构，因而在负弯矩区总会出现负弯矩裂缝，并且这种裂缝为一种开口向上的“V”形裂缝，桥面水流经此裂缝就会长期对其侵蚀，因此必须在该部位使用防蚀材料，并且据欧